田豐：太空追夢人
來源：科技日報 2013-2-27 袁志勇
太空中，人類是唯一存在的生命嗎？金星為何沒有海洋？火星上有生命存在嗎？第二個“地球”在哪？……
這是田豐的疑問，也是田豐追逐的夢想。
在這條太空尋夢路上，三十多歲的田豐卻已不知不覺走了二十年。
初識導(dǎo)師 有了引路人
1992年，田豐考上北京大學(xué)地球物理系天文專業(yè)，開始了自己的太空之夢。八年的本碩連讀后，他選擇了去美國科羅拉多大學(xué)攻讀博士學(xué)位。
“選擇科羅拉多，是因為那里行星科學(xué)專業(yè)有很強的實力，希望能在那進一步提升自己。”田豐說。
在科羅拉多大學(xué)，田豐很幸運地結(jié)識了他的導(dǎo)師Owen Brian Toon教授。回憶起這位忠厚的長者，田豐說：“他是一位寬容的導(dǎo)師，總會給學(xué)生足夠的時間、空間和鼓勵。我希望以后能像他一樣對待自己的學(xué)生。”
盡管已經(jīng)過去12年了，田豐還依然清晰地記得和Owen Brian Toon教授初次見面的情景。
那是2001年的一個春天，陽光明媚。田豐走進Owen Brian Toon教授的辦公室，心里有些忐忑。在科羅拉多大學(xué)已經(jīng)當(dāng)了半年助教，經(jīng)過深思熟慮，田豐希望能有機會攻讀Owen Brian Toon教授的博士。
“選擇他，是因為我對行星大氣和演化感興趣，而他正是這個行業(yè)的知名專家。”田豐回憶，“盡管之前有過書面聯(lián)系，但是見面會怎么樣，心里沒底。”
出乎他的意料，面試很簡單。
Owen Brian Toon教授拿出兩個課題：一個是恐龍大滅絕和環(huán)境變化的關(guān)系，另一個是生命起源過程中的地球大氣成分。教授問他：你對哪個感興趣？沒有其他任何專業(yè)問題。
田豐選擇了后者，就這樣成了Owen Brian Toon教授的學(xué)生。
“他就是這樣寬容的人，只要你對他的研究真有興趣，他就會給你機會。”田豐說。
也正是有了Owen Brian Toon教授的寬容，有了引導(dǎo)，田豐開始了自己的真正太空追夢之旅。
初露鋒芒 路上有汗水也有鮮花
盡管田豐是對那個課題真有興趣，但怎么上手，他還是有些茫然。
“畢竟這是我第一次完成一個這么大的課題。”田豐說。
據(jù)了解，在科學(xué)界有一個很有名的實驗——米勒實驗（一種模擬在原始地球還原性大氣中通過閃電產(chǎn)生氨基酸等有機物，以論證生命起源的化學(xué)進化過程的實驗），這個著名的“米勒實驗”一直被認為是地球上最早有機成分誕生情況的再現(xiàn)，但按照科學(xué)界1970年以來對地球原始大氣成分的估計，這個過程是不大可能發(fā)生的。
“最關(guān)鍵的是大氣中氫含量。上世紀七十年代后，科學(xué)界一直認為大氣中氫含量很少，不足以支持‘米勒實驗’的發(fā)生。”田豐說，“爭議了幾十年。”
“我能破解這樣的難題嗎？”當(dāng)時田豐在心里一遍又一遍地問自己。
他查閱了大量的文獻，翻閱了大量的書籍。可惜的是，在第一次導(dǎo)師組織的討論中，他還是沒有說出個所以然。
“幸好有導(dǎo)師的寬容和提點。”田豐回憶，當(dāng)時Owen Brian Toon教授并沒有批評他，只是告訴他：這項研究，一個精確的數(shù)學(xué)模型很關(guān)鍵，你應(yīng)該和搞計算數(shù)學(xué)的人聯(lián)系一下。
田豐找到了Hans De Sterck，當(dāng)時科羅拉多大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系的博士后，在田豐的介紹下，這位學(xué)者對田豐的研究課題產(chǎn)生了興趣。他們組成研究小組，努力攻關(guān)。
幾分汗水、幾分協(xié)作、加上導(dǎo)師的幾分提點，田豐的工作開始在行星大氣科學(xué)界受到重視。2005年5月他作為第一作者在國際頂級雜志《science》發(fā)表文章首次成功揭示早期地球大氣氫含量，為“米勒實驗”提供了支持。
不僅如此，在國外的幾年，田豐的幾項研究也先后引起了美國天文界的關(guān)注。
2005年，他作為第一作者在國際著名雜志《the Astrophysical Journal》發(fā)表文章首次成功地解釋了類木系外行星HD209458b的高層大氣。
2006年，他作為第一作者在國際著名雜志《Icarus》上發(fā)表文章首次約束了土衛(wèi)二南極“噴泉”的表面速度。
……
正是由于他的成就，盡管當(dāng)時他還年輕，但自2008年來，他開始連續(xù)主持組織美國地球物理學(xué)會年會的行星大氣及演化分會，擔(dān)任包括《Science》在內(nèi)的國際知名學(xué)術(shù)刊物的審稿人，美國航空航天局Origins和Outer Planet Research研究項目函審評委，美國國家科學(xué)基金天文研究項目評委。
田豐的太空追夢之旅，付出了汗水，收獲了鮮花。
初為人師 培育更多同路人
在國外學(xué)習(xí)和工作了10年，盡管對田豐來說，工作生活早已順風(fēng)順?biāo)５牵镓S始終沒有忘記自己的根。
“當(dāng)時在美國，幾乎每所排名靠前的高校都有行星科學(xué)專業(yè)。而在國內(nèi)，幾乎沒有相關(guān)的課程。即使是今天仍然僅有清華大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)和山東大學(xué)威海分校等少數(shù)幾所高校在提供有限的相關(guān)課程。”田豐說，“我希望回家和更多的人一起為國家這個學(xué)科做點貢獻。”
他不顧導(dǎo)師和同事的挽留，下定決心：回國。
時值祖國向世界頂尖科學(xué)家敞開懷抱。2010年中國科學(xué)院國家天文臺“百人計劃”向田豐發(fā)出了橄欖枝。
2011年，回國后的田豐又申請來到清華大學(xué)當(dāng)教師。“我希望能當(dāng)一名教師，為國家培養(yǎng)點行星科學(xué)人才，能和他們一起共同努力進行尋找地外生命的研究。”田豐說。
2012年秋，他在清華開設(shè)了一門關(guān)于行星科學(xué)的介紹性課程。清華的年輕人有點出乎他的意料。每次講課，只要稍微有點模糊的地方，都會有人追問，必須要弄清楚。
“有些是行業(yè)內(nèi)還沒有答案的，但是他們能問到，這讓我很驚訝，有時有點尷尬，也很興奮。有這么多優(yōu)秀的學(xué)生，這對我是一種鞭策。也許有一天他們將是我的同行，我必須努力更好地傳授知識和科研方法。”
說到這，田豐語氣里有幾許期盼：他的太空追夢之旅，將有更多的同路人。
——延伸閱讀——
一點興趣：“我也常看科技日報”
年輕的田豐還是位科技日報的讀者。
和記者一見面，先談的不是科研，而是報紙。
“經(jīng)常看你們科技日報，包括網(wǎng)站。特別是一些有關(guān)天文、行星科學(xué)和氣候變化方面的報道，我更感興趣。”田豐說。
這一下子拉近了記者和田豐的距離，隨后的談話竟然圍繞著新聞報道談開了。
“給你提一個建議，現(xiàn)在有些科學(xué)問題還都處于爭議當(dāng)中，以后你在寫報道之中應(yīng)該多寫寫不同專家的意見，中立一點，別給讀者誤導(dǎo)。”田豐笑著和記者說。
“要不您有空的時候給我們多寫點科普文章。”記者嘗試地約起稿來。
“好呀，好呀。”田豐開心地回答。
一點遺憾：“可能能住人的行星又少了兩顆”
“如果春節(jié)之前你過來，我會告訴你，可能能住人的行星有9顆，現(xiàn)在又少了2顆。”田豐有點遺憾。
據(jù)了解，人類一共發(fā)現(xiàn)了800多顆系外行星，類地行星有幾十顆。在這些類地行星中，目前還沒有確認的可居住行星，候選者曾有9顆。這些行星的大氣成分如何隨時間變化，這些行星大氣是如何與行星生物圈相互作用并演化的，將是田豐研究的重點，他希望通過觀測和計算找出那些可能的可居住行星，并且發(fā)現(xiàn)這些行星上可能存在的生命。
“可惜，最近有報道認為其中兩顆行星已經(jīng)不可居住了。”田豐說。
一點希望：“我國系外行星研究實現(xiàn)大跨越”
當(dāng)問到自己在忙什么。田豐開心地告訴記者，在參與籌備一個項目，通過觀測恒星的位移來發(fā)現(xiàn)真正的可居住行星。
“如果能成功，我國的系外行星研究將實現(xiàn)一個大跨越。”田豐介紹，這個方面的研究，我國目前還處于落后地位，人類一共發(fā)現(xiàn)了800多顆系外行星，而國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的卻不超過5顆。希望正在準(zhǔn)備的這個項目能幫助我國成為第一個發(fā)現(xiàn)真正的第二個“地球”的國家。“如果能實現(xiàn)的話，那對這些行星上的系外生命的探測將會有劃時代的意義，一想到我可能會有幸參與其中，就很興奮。”說到這，田豐的眼里充滿了孩童般單純的興趣和興奮。
■ 人物檔案
田豐 清華大學(xué)地球系統(tǒng)研究中心教授、中科院國家天文臺“百人計劃”研究員。2005年至2006年，在美國科羅拉多大學(xué)大氣與空間物理研究所從事博士后研究；2006至2008年在美國宇航局從事博士后研究；2008至2009年，在麻省理工學(xué)院地球、大氣與行星科學(xué)系擔(dān)任講師。自2008年來連續(xù)主持組織美國地球物理學(xué)會年會的行星大氣及演化分會，擔(dān)任包括《科學(xué)》在內(nèi)的國際知名學(xué)術(shù)刊物的審稿人，美國航空航天局Origins和Outer Planet Research研究項目函審評委，美國國家科學(xué)基金天文研究項目評委。先后在國際著名學(xué)術(shù)刊物和會議上發(fā)表論文30余篇。
